CSM 系列网络主站技术说明书 第一章 绪论
变电站综合自动化是一项提高变电站安全、稳定和可靠运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能的一项技术措施。
变电站综合自动化系统集变电站保护、测量、监视和远方控制于一体，替代了常规的变电站保护、仪表、中央信号、运动装置（RTU）等二次设备，通过变电站各种设备间相互交换信息，数据共享，实现对变电站运行自动进行监视、管理、协调和控制，提高了变电站保护和控制性能，变电站运行更为可靠，改善和提高了电网的控制水平。更为重要的是变电站综合自动化的发展，为电网综合自动化的发展和深入提供了广阔天地。
由本公司研制开发的CSC2000变电站综合自动化以其完全分布式系统结构，开放式标准网络环境，灵活的组态方式和安全可靠的运行经验，代表了当今变电站综合自动化的发展方向。
作为CSC2000变电站综合自动化系统的重要组成部分，CSM系列网络主站承担着就地监控、运动、工程师站、小电流接地选线和自动无功电压调节等任务，其核心部分都是围绕着称之为MASTER的主CPU板来设计，不同的网络主站功能只需配以不同的软件支持即可。本手册将分别对硬件和网络主站各功能作详细介绍。
第二章 总体结构
2.1 总体概述
CSC2000变电站综合自动化系统最主要的特点是采用了完全分布式系统结构，图2.1示出其比较典型的系统结构，更详细请参阅《CSC2000变电站综合自动化系统》简介。图中变电站内所有的二次设备从计算机网络方面看都是网络的节点，所有节点通过总线型网络(LonWorks)连在一起，各个节点(设备)之间地位平等。按功能分类，整个系统分为两层：间隔层和变电站层。
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至调度所 公用电话网
专用远动
通道 变
电
MMI MODEM MODEM PC机 站
PC机 层
RS232 RS232 RS232 RS232 主站 4 主站 1 主站 2 主站 3 ?
就地监控 远动 工程师站 间
监控总线网 隔 78KBPS 层 LonWorks
78KBPS
录波专用总线网
LonWorks
专用集中式 间隔 1 ?? 间隔 N 录波装置 常规二次电缆
CT、PT 常规二次电缆 二次及控制
电缆
【开 关 场 】
图2.1 一种CSC2000典型系统结构图
图下部是各间隔层节点，它们通过常规二次电缆同开关场的各保护、录波和测控设备连接。图上部是变电站层设备，主要包括当地监控主站（主站1）、远动主站（主站2）、功能主站（主站4）和工程师主站（主站3）。对于规模较大的系统可能有多个远动或当地监控主站，变电站层所有设备本说明书都称之为网络主站装置。网络主站通过通讯网络同各间隔层通信，收集由各间隔层节点采集的各种信息和事件报文，以及下达控制、调定值、调录波数据等命令。
2.2 网络主站设计思想
当地监控、远动和工程师主站除了与其接口的通用设备（例如当地监控、录波PC、专用MODEM和通用MODEM）和配套功能软件不同外，核心硬件都相同。其硬件电路如图2.2所示：
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图中包括了一个Neuron神经元网络芯片和一个功能强大的微机系统，该系统同Neuron芯片之间用并行方式连接，以提高信息交换速度。考虑到双网结构的使用，网络接口部分设有切换电路，可由主站CPU控制，选择连接至站内LonWorks网络Ⅰ或网络Ⅱ（双网结构请参阅《CSC2000变电站综合自动化系统》简介）。MASTER主站对外设有3个RS232串行接口，分别同当地监控系统PC / 工作站通讯，经Modem和通道连接远方调度控制中心（SCADA）。为了适应各种不同的通道，还可选供其它形式的通讯接口，例如专用光纤、微波或光纤通讯系统的PCM接口等。
在软件方面，Neuron芯片仅是用作LonWorks网络接口，为主站MASTER同网络之间交换、传递数据，网络主站各种功能全部由主站MASTER系统来完成。MASTER系统内部设有实时数据库和历史数据库，存放着全站间隔层各测点的模拟量、状态量、脉冲量和SOE信息。MASTER数据库分别通过站内和站外两种通讯规约同间隔层设备和当地监控系统及远动调度端进行数据交换。
变电站综合自动化技术一个重要特点就是变电站内部的二次设备通过计算机局域网络连在一起，设备之间可以互相通信。LonWorks作为CSC 2000站内通讯网，具备完全的开放性，它的网络接口芯片中固化了符合国际标准化组织（ISO）规定的开放系统互连（OSI）模型中的1－6层协议。第七层（应用层）使用《CSC 2000系统内部通信规约》。LonWorks的开放性为将来网络互连技术在电力系统的广泛应用奠定了良好的基础。另一方面，变电站与调度端之间也必须进行通信，它们之间也有通信规约，这种规约就是远动通信规约，目前国内使用的远动通信规约有多种，如N4F、CDT、1801等。通过远动规约，变电站和调度端之间可以实现远动通信。在非综合自动化系统中，变电站端远动通信是由RTU(远动终端)完成的。在一个站内有一套或数套RTU，这些RTU或为微机式或为集成电路式。由这些RTU对遥测、遥信量进行采集、加工和处理，上送调度端，同时接受调度端命令，执行遥控、遥调等功能。传统RTU的数据是通过电缆从开关场送到数据采集单元的。同样，有关遥控、遥调的命令也是通过控制电缆发送给有关装置的。
在CSC2000变电站综合自动化系统中，由于以下原因取消了传统RTU∶
（1）数据采集工作已由有关前置单元完成，利用站内的LONWORKS网，可以方便地收集到远动所需的各种数据而不必由RTU本身来完成数据采集工作；
（2）若采用RTU，就必须从开关场拉很多二次电缆供RTU采集数据、传送命令用，这样做将破坏综合自动化系统的整体布局，使综合自动化技术节约二次电缆、简化二次接线的优势发挥不出来。
在CSC2000变电站综合自动化系统中，有一个MASTER远动主站（以下简称
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CSM 系列网络主站技术说明书 MASTER），也是Lonworks网的一个节点，由它来完成传统RTU的所有功能。在站内，MASTER节点与其它节点按照站内通信规约通信；在站外，MASTER与调度端按照外部规约(CDT、N4F、1801等规约)进行通信。因此，MASTER起了呈上启下的作用，是一个模拟RTU。调度端完全感觉不到MASTER与其它RTU有什么不同。
2.3 主要特点
MASTER作为模拟RTU与调度端通信，并用局域网作为数据采集系统是CSC2000变电站综合自动化系统在远动方面的一大特点。这样做与传统的RTU相比除了节约二次电缆之外，还有以下优点∶ （1）处理容量变得灵活
传统RTU的处理容量都有明确的限制，如最多只能处理多少路遥测量、多少路遥信量等，多一路也处理不了。究其原因就在于，被采集的数据都是通过二次电缆送到RTU端子上，而端子及RTU内部有关电路在物理上数量是有限的。所以RTU的最大处理容量就固定了。在一些大变电站，由于要处理的遥测、遥信量多，不得不采用多套RTU来完成远动工作。
采用MASTER作为模拟RTU之后，RTU容量问题就解决了。在CSC2000变电站综合自动化系统中，由前置单元完成数据采集工作，通过Lonworks网把数据传给MASTER。这样就没有端子数等限制了。MASTER的处理容量主要受其CPU处理速度、LONWORKS网最大流量等条件限制。在这些限制条件下，MASTER的处理容量已非常大，完全能够满足一个变电站的实际需要了。
（2）构成了多CPU分布式远动系统，灵活性、可靠性加强
若不考虑保护、录波等功能，只从远动角度看待CSC2000系统，就会发现这个系统实际上已构成了一个分布式多CPU远动系统。这个系统由两层构成，第一层是MASTER，第二层是通过LONWORKS网连接的各数据采集装置。第二层装置现场数据采集，经适当加工处理之后上送第一层即MASTER。MASTER负责系统内外信息的转换、上送等工作。由于大量工作已由第二层中的各CPU完成，因而减轻了MASTER的负担。这就使得MASTER的处理速度更快、容量更大，有更多时间对信息作综合处理，同时使系统的可靠性、灵活性得以提高。
与直接使用RTU相比，由于CSC2000系统内外规约不同，内外要通信必须有接口使内外不同格式的信息能够相互转换。用MASTER完成远动功能，必须为其配上相应的远动接口软件。
第三章 配置及硬件
3.1 CSM系列的型号和功能配置: 名 称 型 号 用 途 构 成 备 注 当地监控接口装置CSM10* 当地监控和有载调压主CPU(U4F)规约和当地监控可加CSN子网插件，此(当地监控主站) 及小电流接地选线 后台接口,副CPU完成调压和时型号为CSM11* 选线功能 工程师站接口装置 CSM20* 用于工程师站或录波 CSM201通过MODEM和远方CSM200为PC LON网工程师站连接 卡式,插入工控机运行 远动接口装置 CSM300 用于远动 规约可分为CDT,1801,U4F, IEC870-5等 4
CSM 系列网络主站技术说明书 3.2 结构
本装置采用高度为4u,宽度为19/2英寸标准机箱,面板为整面板方式,内部插件为拔插式。装置的安装方式为嵌入式，接线为后接线方式。 装置的安装开孔尺寸如图1所示
图1 安装开孔尺寸
3.3 硬件说明
CSM系列装置机箱有5种CSM100A/CSM300A/CSM100B/CSM300B/CSM100A’/ CSM300B+，在面板背后还有一个面板。
CSM100A基本配置为5个插件，从左至右排列如下：子网接口卡，逻辑插件，主CPU插件，副CPU插件，电源插件。背板端子共26个，见CSM100A装置端子图。CPU板使用15C。
CSM100A’基本配置为3个插件，从左至右排列如下：主CPU插件，副CPU插件，电源插件。背板端子共26个，见CSM100A装置端子图。CPU板使用15C-B。
CSM100B基本配置为4个插件，从左至右排列如下：主CPU插件，副CPU插件，电源插件。背板端子共20个，见CSM100A装置端子图。CPU板使用15C-B。
CSM300A基本配置为4个插件，从左至右排列如下：MODEM卡，逻辑插件，CPU插
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